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目录1

第一章 微型计算机控制与测量系统概述1

第一节 自动控制与测量系统简介1

一、自动检测系统1

二、自动顺序控制系统6

三、反馈自动控制系统9

四、前馈控制和最优化控制13

第二节 微型计算机在控制与测量系统中的应用方式16

一、应用于信息的采集与处理17

二、应用于生产控制19

三、应用于生产的调度管理24

第三节 应用范围24

一、工业生产24

二、能源技术27

三、交通技术28

四、实验室自动化29

五、医疗领域30

第四节 采用微型计算机的好处31

第二章 微型计算机控制与测量系统的结构34

第一节 微型计算机数据采集与控制系统的一般结构34

第二节 接口的重要性与功能39

第三节 微处理机的结构41

一、一般结构41

二、指令45

三、选址方式49

四、指令的控制52

一、引言53

第四节 输入／输出组织与控制53

二、程序控制的数据传送56

三、直接存储器传送（DMA）65

第五节 半导体存储器67

一、只读存储器（ROM）67

二、读写存储器（RAM）71

第三章 测量信号的产生与转换72

第一节 传感器的一般介绍72

第二节 位移传感器77

第三节 光传感器80

第四节 温度传感器84

第五节 传感信号的预处理86

一、引言86

二、信号规格化88

三、信号滤波90

四、线性化处理91

五、某些特殊处理94

第四章 模拟量输入与输出通道96

第一节 引言96

第二节 模-数与数-模转换的基本原理100

一、采样100

二、整量化104

三、恢复过程104

第三节 模拟量切换与模拟开关106

一、模拟量切换106

二、机械触点式开关109

三、双极型晶体管开关111

四、场效应晶体管开关112

五、集成电路模拟开关114

第四节 采样与保持117

第五节 电压-数字转换121

一、分类121

二、主要特性参数123

三、模拟型电压-数字转换125

四、数字型电压-数字转换140

五、高速电压-数字转换器144

六、对数电压-数字转换器147

七、选择模拟-数字转换器的考虑149

一、概述151

第六节 数字-电压转换151

二、并行转换器153

三、串行转换器157

四、间接转换器161

第七节 数字-交流转换器162

一、采用并行数字-模拟转换器的方案163

二、采用直流-交流变换器的方案163

三、采用变压器的方案165

四、采用数字-轴角变换器的方案166

第八节 交流-数字转换器169

一、单相交流信号-数字转换器170

二、轴角-数字转换器171

第五章 开关量输入与输出通道173

第一节 开关量输入173

第二节 开关量输出176

第六章 接口中的某些应用问题178

第一节 电平转换178

一、TTL器件与继电器的接口178

二、TTL器件与交流电源的接口180

三、TTL器件与HTL器件的接口182

第二节 动力设备接口182

一、伺服电机接口182

二、步进电机接口184

第三节 实时时钟184

第四节 串行与并行接口186

一、引言186

二、并行接口188

三、串行接口Intel 8251 USART190

四、串行传输技术196

第五节 开关、键盘以及显示设备接口200

一、开关（包括按钮）接口201

二、控制键盘接口202

三、显示设备接口203

第七章 控制规律206

第一节 开关控制206

第二节 PID（比例、积分、微分）控制208

第三节 串级控制213

第四节 前馈控制215

第五节 大滞后补偿控制218

第六节 Bang-Bang最优控制220

一、实时操作系统的任务与功能222

第八章 过程控制软件222

第一节 实时操作系统222

二、实时操作系统的组成229

第二节 应用程序233

第三节 过程控制程序设计语言235

一、汇编语言235

二、实时高级程序设计语言236

第九章 提高可靠性的措施239

第一节 干扰的来源及其传播239

一、概述239

二、正态干扰和共态干扰240

三、由放电现象引起的干扰242

四、干扰的耦合与传播242

一、供电系统的一般保护措施243

第二节 微型计算机供电与保护243

二、异常保护措施245

第三节 接地问题248

第四节 光电耦合技术253

第五节 长线传输中的干扰问题257

一、双绞线257

二、阻抗匹配257

第六节 A/D（D/A）转换器的抗干扰问题261

一、抗干扰措施261

二、A/D（D/A）转换器的位置考虑263

第七节 利用容错技术提高系统的可靠性266

一、可靠性分析266

二、双机系统275

三、提高过程控制软件抗干扰的措施278

第十章 与微型计算机配套的过程通道插件板282

第一节 Lab Master——多功能过程通道插件板282

第二节 Base Board——开关量通道板285

第三节 光电隔离接口板286

第四节 LABPAC软件支持包287

第十一章 集中分散型（集散型）控制系统289

第一节 引言289

第二节 典型系统结构294

一、SPECTRUM系统294

二、CENTUM、YEWPACK与YEWSERIES80系统297

三、TDCS-2000系统298

四、∑系列（日本日立公司）299

五、PTS 1100系统（日本岛津公司）300

第三节 应用302

第十二章 应用系统的开发步骤与方法307

第一节 系统分析307

第二节 系统的轮廓构思309

第三节 系统方案的选择310

第四节 系统设计312

第五节 调试与运行313

第六节 人员培训问题313

第十三章 应用举例316

第一节 可编程序控制器及其应用316

一、引言316

二、系统结构318

三、应用327

第二节 针织提花圆机微型计算机控制系统329

一、系统设计思想329

二、硬件设计331

三、软件设计332

四、可靠性考虑337

第三节 微型计算机在远动装置中的应用338

一、系统装置338

二、系统扩展342

三、软件343

四、系统功能345

第四节 微型计算机在乙糖煮制过程中的应用346

一、工艺过程和控制要求347

二、系统的建立348

三、控制程序351

四、系统的可靠性措施353

第五节 热处理电炉多级温度微型计算机群控系统354

一、系统的基本功能与配置354

二、闭环控制系统的设计358

三、系统的软件结构及设计360

四、抗干扰措施364

第六节 啤酒发酵过程微型计算机控制系统365

一、控制系统研究365

二、微型计算机及接口硬件设计370

三、控制软件374

四、结论381

一、系统总体结构382

第七节 微型计算机在歼击机航空兵指挥引导系统中的应用382

二、数学模型的建立及引导计算方法384

三、计算机接口和机时分配386

四、指挥引导控制软件设计388

五、结论391

第八节 直读光谱仪Z-80微型计算机数据处理装置391

一、数据处理装置的硬件392

二、软件简述393

三、微型计算机与人工数据处理比较394

四、抗干扰措施396

第九节 微型计算机在医学中的应用396

第十节 交流信号微型计算机控制系统信息采集测试及控制401

一、信息采集测试系统和输出控制系统401

二、多中断信号的微处理机响应406

三、结论410

第十一节 采用微型计算机的加热炉直接数字过程控制系统410

一、DDC装置的构成410

二、炉温控制原理简介411

三、几点体会417

第十二节 二级分布式微型计算机控制系统420

一、二级分布式微型计算机油库自动控制系统421

二、机械加工过程的二级微型计算机控制系统——DNC系统423

第十三节 拉丝炉温度微型计算机PID自校正控制426

一、PID自校正控制算法427

二、拉丝炉漏板温度PID自校正控制430

第十四节 微型计算机在机器人系统中的应用431

参考文献438